RAPORT - OCENA
działania elektrostatycznego filtra powietrza produkcji
PPH KOSS Sp. z o.o.
typ K/FE - SO1
na okoliczność skuteczności pochłaniania kurzu, drobnoustrojów i endotoksyn
1. Znaczenie chorobotwórcze kurzu i jego składników
Kurz (pył) jest zbiorem cząstek ciał stałych o zróżnicowanych kształtach i rozmiarach (0,001 - 100 mm), które mogą być zawieszone w powietrzu w postaci aerozolu, lub osadzać się na różnych powierzchniach w postaci pyłu wysedymentowanego. Kurz zawieszony w powietrzu, a zwłaszcza jego cząstki o rozmiarach poniżej 5 mm tworzące tak zwaną frakcję respirabilną, mogącą potencjalnie przenikać w głąb płuc, stwarza zagrożenie zdrowotne zarówno w mieszkaniach, jak i w pomieszczeniach przemysłowych.
Kurz występujący w powietrzu pomieszczeń mieszkalnych, określany często jak "kurz domowy", jest w przeważającej większości pochodzenia organicznego i składa się z: · cząstek pochodzenia drobnoustrojowego (komórki bakterii, zarodniki i strzępki grzybów, wirusy, toksyny drobnoustrojowe), · cząstek ciała i wydalin owadów (prusaków, muchówek i innych) oraz drobnych pajęczaków (roztoczy kurzu domowego z gatunków Dermatophagoides pteronyssinus i Dermatophagoides farinae), · cząstek pochodzących od ludzi i zwierząt domowych (naskórek, włosy, sierść, wydaliny), · cząstek pochodzenia roślinnego (fragmenty roślin ozdobnych, pyłki kwiatowe), · drobnych fragmentów tkanin, · resztek pokarmowych i innych składników.
Stężenie kurzu występującego w powietrzu pomieszczeń przemysłowych jest z reguły znacznie większe niż w mieszkaniach, a jego skład zależy od charakteru produkcji. Tak na
przykład, w przemyśle rolno-spożywczym przeważają cząstki pochodzenia drobnoustrojowego, roślinnego i zwierzęcego, natomiast w przemyśle budowlanym - cząstki nieorganiczne.
Zawieszony w powietrzu (aerogenny) kurz może być przyczyną licznych chorób układu oddechowego, skóry i spojówek, które mają najczęściej podłoże alergiczne (uczuleniowe), lub toksyczne, a zwłaszcza immunotoksyczne (polegające na zaburzeniu funkcji układu odpornościowego przez niektóre składniki kurzu o wysokiej aktywności biologicznej). Do najczęstszych chorób alergicznych, które mogą być wywoływane przez kurz, należą: · astma oskrzelowa (w tym specyficzna postać astmy wywoływana przez kurz domowy), · alergiczny całoroczny nieżyt nosa, · alergiczny sezonowy nieżyt nosa (pyłkowica), · alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych (AZPP), · alergiczne zapalenie oskrzeli, · pokrzywka, · wyprysk powietrzno-pochodny, · alergiczne zapalenie spojówek. Narażenie na kurz może prowadzić również do chorób immunotoksycznych: · syndromu toksycznego wywołanego pyłem organicznym (Organic Dust Toxic Syndrome, ODTS), · mikotoksykoz (chorób wywoływanych przez trujące metabolity grzybów), · bisynozy (choroby wywoływanej przez pył z bawełny), · gorączki nawilżaczowej.
Według współczesnych poglądów, narażenie na kurz zawierający szkodliwe składniki drobnoustrojowe może być także jedną z przyczyn przewlekłego zapalenia oskrzeli oraz choroby określanej jako "syndrom chorego domu" (sick house syndrome, building-related disease). U osób narażonych na kurz stwierdza się często podrażnienie błon śluzowych (Mucous Membrane Irritation, MMI). Rzadziej natomiast kurz może być przyczyną chorób zakaźnych, chorób nowotworowych oraz pylic (które spotyka się przeważnie w środowisku przemysłowym w wyniku narażenia na szkodliwe składniki nieorganiczne, takie jak krzemionka, lub azbest).
1.1. Drobnoustrojowe składniki kurzu jako czynniki chorobotwórcze
Wśród drobnoustrojów (mikroorganizmów), które najczęściej związane są z cząstkami aerogennego kurzu, największe znaczenie chorobotwórcze mają następujące czynniki, lub grupy czynników:
Bakterie Gram-ujemne, które mają szczególne znaczenie jako swoista przyczyna chorób wywołanych przez kontakt z kurzem. Są to niewielkie (przeciętnie 1-3 mm) pałeczkowate bakterie, barwiące się na różowo metodą Grama, różnicującą bakterie na dwie duże grupy. Występujące pospolicie w kurzu pałeczki Gram-ujemne pochodzenia roślinnego i zwierzęcego mogą być przyczyną chorób alergicznych (astma, AZPP), a także wytwarzają endotoksynę, która może wywoływać choroby o podłożu immunotoksycznym, takie jak ODTS, bisynoza lub gorączka nawilżaczowa. Szczególne znaczenie chorobotwórcze ma pałeczka Pantoea agglomerans (synonim: Erwinia herbicola), występująca pospolicie na powierzchni wielu roślin i w aerogennym kurzu pochodzenia roślinnego. Źródłem znajdujących się w kurzu chorobotwórczych alergenów i endotoksyny, mogą być również inne pałeczki Gram-ujemne, a zwłaszcza Acinetobacter calcoaceticus, Alcaligenes faecalis, Rahnella aquatilis, Klebsiella oxytoca, Enterobacter spp. i Pseudomonas spp. W pewnych okolicznościach, do kurzu mogą przeniknąć niektóre gatunki bakterii Gram-ujemnych wywołujących choroby zakaźne: Klebsiella pneumoniae wywołująca zapalenie płuc, Legionella pneumophila wywołująca legionelozę, Francisella tularensis wywołująca tularemię, Yersinia pseudotuberculosis wywołująca rodencjozę, a także pałeczki z rodzaju Salmonella będące przyczyną salmonelozy.
Endotoksyny bakteryjne są to biologicznie aktywne wielkocząsteczkowe lipopolisacharydy (LPS), występujące w najbardziej zewnętrznej warstwie ściany komórkowej bakterii Gram?ujemnych. Uwalniają się łatwo do środowiska zewnętrznego poprzez fragmentację ściany komórkowej, która uwypukla się i następnie odłącza w postaci sferycznych cząsteczek (microvesicles) mierzących średnio 30?50 nm. W pyłach organicznych endotoksyny
występują głównie w tej postaci, skupiając się w najdrobniejszej części frakcji respirabilnej o średnicy ziaren poniżej 0,1 µm. Fakt ten zwiększa ryzyko ekspozycji na endotoksyny, a dalszym czynnikiem potęgującym to ryzyko jest termostabilność tych substancji, które mogą występować w pyle w dużych ilościach po śmierci i wyschnięciu wytwarzających je bakterii. Stężenie endotoksyn bakteryjnych w kurzu organicznym jest zwykle wysokie i zawiera się w przedziale 100,0 - 1000 000,0 ng/gram (0,1 -1000,0 µg/gram). Endotoksyny wdychiwane przez człowieka wraz z kurzem aktywują nieswoiście makrofagi płucne, które wydzielają liczne substancje o silnym działaniu biologicznym, określane jako mediatory reakcji zapalnej (cytokiny, aktywne biologicznie lipidy, enzymy, koagulogeny, metabolity tlenowe). Powodują one odczyn zapalny w płucach, gorączkę, zaburzenia w wymianie gazów i skurcz oskrzeli. Objawy te obserwuje się w przebiegu syndromu toksycznego wywołanego pyłem organicznym (ODTS) i innych chorób o podłożu immunotoksycznym wywołanych przez kontakt z kurzem. Stwierdzono również, że endotoksyny wdychiwane wraz z kurzem domowym mogą zaostrzać przebieg astmy oskrzelowej.
Bakterie Gram-dodatnie stanowią zwykle w kurzu najliczniejszą grupę mikroorganizmów. Jest to duża grupa bakterii barwiąca się na fioletowo metodą Grama, o bardzo zróżnicowanych kształtach (kulisty, owalny, laseczkowaty, maczugowaty) i rozmiarach (przeciętnie 1-10 mm). Chociaż występujące stale lub sporadycznie w kurzu bakterie Gram-dodatnie przedstawiają na ogół mniejsze zagrożenie zdrowotne w porównaniu z uprzednio omówionymi bakteriami Gram-ujemnymi, to niektóre z nich są znanymi czynnikami chorobotwórczymi. I tak, gronkowce (Staphylococcus aureus) i paciorkowce (Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae) mogą być przyczyną zakażeń ropnych, anginy i zapalenia płuc. Maczugowce Corynebacterium diphteriae wywołują błonicę, prątki Mycobacterium tuberculosis i Mycobacterium bovis - gruźlicę, a laseczki Bacillus anthracis - wąglika. Niektóre z bakterii Gram-dodatnich (Bacillus subtilis, Arthrobacter globiformis) wykazują właściwości alergizujące i mogą być przyczyna AZPP. Ponadto, syntetyzowany w ścianie komórkowej bakterii Gram-dodatnich peptydoglikan może przenikać do kurzu i wywoływać reakcje immunotoksyczne u narażonych osób.
Termofilne promieniowce są nitkowatymi, zarodnikującymi bakteriami, które rozwijają się w wysokiej temperaturze, np. w wilgotnych surowcach w których następuje proces samozagrzewania do temperatury 55?70o C, w kompoście, lub w zanieczyszczonych urządzeniach klimatyzacyjnych. Liczne gatunki mikroorganizmów z tej grupy (Saccharopolyspora rectivirgula, Thermoactinomyces vulgaris, Thermoactinomyces thalpophilus, Saccharomonospora viridis, Thermomonospora fusca) są znaną przyczyną alergicznego zapalenia pęcherzyków płucnych (AZPP).
Mikroskopijne grzyby zaliczane do pleśni i drożdżaków należą do najbardziej szkodliwych czynników biologicznych występujących w kurzu. Największe zagrożenie stanowią zarodniki i strzępki grzybni pleśni (głównie z rodzajów Aspergillus i Penicillium), rozwijających się na zawilgoconych ścianach budynków, składowanych surowcach roślinnych i zwierzęcych oraz butwiejących szczątkach organicznych. Mogą one być przyczyną chorób alergicznych (astmy, AZPP) i grzybicy płuc (aspergilozy). Niektóre gatunki pleśni z tej grupy mogą ponadto wytwarzać różne substancje trujące: metabolity o budowie cyklicznej zwane mikotoksynami o działaniu toksycznym, teratogennym, mutagennym i rakotwórczym; lotne metabolity niskocząsteczkowe; glukany ściany komórkowej o działaniu immunotoksycznym. Niektóre grzyby pleśniowe rozwijające się na roślinach. (głównie z rodzajów Alternaria i Cladosporium) wytwarzają w sezonie letnim duże ilości zarodników, które mogą dostawać się przez otwarte okna do pomieszczeń i po wdychaniu wraz z kurzem wywoływać u mieszkańców choroby alergiczne, takie jak: alergiczny nieżyt nosa, astma i zapalenie spojówek.
2. Metody redukcji stężenia kurzu i drobnoustrojów w powietrzu pomieszczeń
W celu obniżenia stężenia szkodliwego kurzu i drobnoustrojów w powietrzu pomieszczeń mieszkalnych i przemysłowych, stosuje się najczęściej:
· Odpylacze filtracyjne, zatrzymujące cząstki kurzu na filtrach tkaninowych.
· Elektrofiltry (filtry elektrostatyczne), w których zastosowanie wysokiego napięcia powoduje jonizację zapylonego powietrza i wychwytywanie naładowanych elektrostatycznie cząstek kurzu przez przeciwnie naładowane elektrody.
· Odpylacze mokre, obejmujące różne typy urządzeń, w których cząstki pyłu osadzają się na kroplach lub warstwach cieczy i są następnie usuwane w postaci szlamu.
· Komory sedymentacyjne, zbudowane z wielu umieszczonych nad sobą płytek (najczęściej z węgla drzewnego), na których osadzają się cząstki kurzu z przepływającego powietrza.
· Cyklony, składające się z większej rury zwężającej się ku dołowi i umieszczonej wewnątrz mniejszej rury koncentrycznej, w których cząstki kurzu wypadają ze strumienia powietrza na zasadzie siły odśrodkowej.
· Systemy wentylacyjne służące do oczyszczania powietrza, z których największe znaczenie ma miejscowa wentylacja wywiewna (LEV), lub ogólna wentylacja wywiewna (GEV), zwana też wentylacją rozcieńczającą (DV).
· Lampy emitujące promieniowanie ultrafioletowe o działaniu bakteriobójczym, stosowane do sterylizacji powietrza w pomieszczeniach zamkniętych.
2.1. Przepływowy filtr elektrostatyczny powietrza KOSS typu K/FE
Jest to nowoczesny elektrofiltr wychwytujący drobne cząstki kurzu (poniżej 50 mm) o potencjalnym działaniu alergizującym, przeznaczony do zapewnienia wysokiej czystości powietrza i ochrony przed alergenami osobom przebywającym w mieszkaniach, pomieszczeniach medycznych, szkołach, urzędach i podobnych pomieszczeniach. Filtr znajduje się w obudowie w postaci prostopadłościanu, zbudowanej z materiału stanowiącego izolator elektryczny. Zapylone powietrze wsysane jest przez króciec wlotowy i przechodzi przez przegrodę z perforowanego ekranu, która zapewnia równomierny rozkład strumienia powietrza. Strumień ten dostarczany jest następnie do podstawowego elementu filtra, jakim jest kondensator powietrzny wysokiego napięcia (7 kV) wraz z elektrodami jonizacyjnymi. W wyniku jonizacji powietrza, cząstki kurzu zostają naładowane ładunkiem elektrycznym (zwykle dodatnim) i wskutek oddziaływania silnego pola elektrycznego zostają przyciągnięte do przeciwnie naładowanych (zwykle ujemnych) okładek kondensatora i osadzone na tych okładkach. Oczyszczone powietrze wydostaje się przez króciec wylotowy filtra. Zalecane jest okresowe mycie i czyszczenie kondensatora, najkorzystniej raz na 2-3 miesiące, lub po 500 godzinach pracy urządzenia.
3. Metodyka oceny efektywności elektrostatycznego filtra powietrza produkcji P.-A PPH KOSS Sp. z o.o. typ K/FE-SO1 w pochłanianiu kurzu, drobnoustrojów i endotoksyn
Ocenę efektywności filtra oparto na równoległym poborze prób powietrza za pomocą dwóch aspiratorów AS-50 (produkcji TWO-MET, Zgierz), z których jeden (A) był ustawiony 5 cm od króćca wlotowego filtra, natomiast drugi (B) był szczelnie połączony z króćcem
wylotowym filtra za pomocą giętkiej aluminiowej rury o długości 120 cm i przekroju 10 cm, w sposób eliminujący możliwość ubocznych zanieczyszczeń (ryc. 1).
Ryc. 1. Schemat poboru prób powietrza w celu oceny efektywności filtra K/FE-SO1.
Pobieranie prób powietrza odbywało się w pomieszczeniu laboratoryjnym o powierzchni 16,5 m2 i kubaturze 49,5 m3. Układ zasilający filtra włączano pół godziny przed rozpoczęciem poboru i pozostawał on włączony przez cały okres pobierania prób. Próby powietrza pobierano na filtry poliwęglanowe o średnicy 50 mm przez 30 minut przy przepływie powietrza 50 litrów na minutę, a zatem na każdą próbę pobrano 1500 litrów (1,5 m3) powietrza.
Próby powietrza pobrano w dwóch seriach (w odstępie 3 dni), po 4 pary prób (8 pojedynczych prób) w każdej: 2 pary prób (jedna przy króćcu wlotowym, druga przy wylotowym) w kierunku oznaczenia stężenia pyłu i endotoksyny bakteryjnej oraz dwie pary prób (również jedna przy króćcu wlotowym, druga przy wylotowym) w kierunku oznaczenia stężenia drobnoustrojów (bakterii Gram-ujemnych, bakterii Gram-dodatnich, termofilnych promieniowców i grzybów).
W pierwszej serii (seria I) pobrano próby podczas wykonywania w laboratorium prac połączonych z małą emisją kurzu (przygotowywanie pożywek do hodowli bakterii, sortowanie szkła laboratoryjnego).
W drugiej serii (seria II) pobrano próby podczas wykonywania w laboratorium sortowania i przesiewania próbek surowców roślinnych, przeznaczonych do badań mikrobiologicznych. Wykonywanie tych prac powodowało dużą emisję kurzu do powietrza pomieszczenia, w którym odbywał się pobór prób.
Próby pobrane w kierunku oznaczenia stężenia pyłu i endotoksyny bakteryjnej w powietrzu opracowywano w sposób następujący: Filtry były ważone na wadze analitycznej przed i po pobraniu prób i z różnicy ich ciężaru wyliczano masę kurzu (w miligramach) pobraną na każdy filtr. Znając objętość przepuszczonego powietrza, wyliczano stężenie kurzu w powietrzu (w miligramach na 1 m3) przed i po filtracji. Po zważeniu, każdy filtr był ekstrahowany przez 1 godzinę w 10 mililitrach jałowej, apirogennej wody destylowanej, przy zastosowaniu mieszania za pomocą wytrząsarki laboratoryjnej. Z otrzymanego ekstraktu kurzu sporządzano szereg rozcieńczeń w wodzie destylowanej, do których dodawano następnie odczynnik Limulus, powodujący koagulację roztworu w obecności minimalnych ilości endotoksyny. Test inkubowano przez 1 godzinę w łaźni wodnej w temperaturze 37oC, po czym odczytywano wyniki. Znając wyjściowe rozcieńczenie kurzu i najwyższe rozcieńczenie, przy którym jeszcze następowała koagulacja, wyliczano stężenie endotoksyny w aerogennym kurzu, a następnie, znając stężenie kurzu w powietrzu, wyliczano stężenie endotoksyny bakteryjnej w powietrzu (w nanogramach na 1 m3) przed i po filtracji.
Próby pobrane w kierunku oznaczenia stężenia drobnoustrojów (bakterii Gram-ujemnych, bakterii Gram-dodatnich, termofilnych promieniowców i grzybów) w powietrzu opracowywano w sposób następujący: każdy filtr był ekstrahowany przez
1 godzinę w 3 mililitrach jałowego roztworu 0,85 % NaCl z dodatkiem 0,05% Tweenu 80, przy zastosowaniu mieszania za pomocą wytrząsarki laboratoryjnej. Z otrzymanego ekstraktu
kurzu sporządzano szereg rozcieńczeń w roztworze 0,85 % NaCl, z których dokonywano następnie posiewów na następujące pożywki agarowe:
· Agar z eozyną i błękitem metylenowym (pożywka EMB) do oznaczania bakterii Gram-ujemnych.
· Agar z krwią do oznaczania bakterii Gram-dodatnich.
· Agar sojowy do oznaczania termofilnych promieniowców.
· Agar z brzeczką do oznaczania grzybów.
Z każdego rozcieńczenia dokonywano posiewu na dwie płytki agarowe z określoną pożywką, rozprowadzając po 0,1 ml roztworu po powierzchni agaru za pomocą jałowej bagietki szklanej. Posiewy na agarze EMB i agarze z krwią inkubowano przez 1 dobę w cieplarce w temperaturze 37oC, a następnie przez 2 doby w temperaturze pokojowej (22oC). Posiewy na agarze sojowym inkubowano przez 5 dób w temperaturze 55oC, natomiast posiewy na agarze z brzeczką - przez 3 doby w cieplarce w temperaturze 37oC, a następnie przez 2 doby w temperaturze pokojowej (22oC). Po zakończeniu inkubacji identyfikowano wyrosłe kolonie drobnoustrojów na podstawie ich morfologii i preparatów mikroskopowych (które w przypadku bakterii barwiono metodą Grama), po czym obliczano liczbę kolonii poszczególnych drobnoustrojów wyrosłych z posiewów kolejnych rozcieńczeń ekstraktu kurzu (w przypadku każdego rozcieńczenia wyciągano średnią z posiewów na dwie płytki). Znając objętość powietrza przepuszczonego przez filtr i liczbę kolonii wyrosłych na posiewach z poszczególnych rozcieńczeń, wyliczano stężenie poszczególnych drobnoustrojów w powietrzu, wyrażając je jako liczbę cfu (colony forming units = jednostki tworzące kolonie) w 1 m3 powietrza, przed i po filtracji.
Przedstawione w tabelach i na diagramach wartości stężeń kurzu, endotoksyny bakteryjnej i drobnoustrojów są średnimi arytmetycznymi z dwóch prób.
4. Wyniki badań
Testowany filtr wykazał bardzo wysoką efektywność pochłaniania kurzu i mikrobiologicznych zanieczyszczeń powietrza, o czym świadczą wyniki badań przedstawione w tabeli 1.
Tabela 1. Efektywność elektrostatycznego filtra powietrza produkcji P.-A PPH KOSS typ K/FE - SO1, określona pomiarem stężenia kurzu, endotoksyny bakteryjnej i drobnoustrojów w powietrzu przy króccu wlotowym i wylotowym filtra w dwóch seriach pomiarów (I, II).
Mierzony czynnik I seria pomiarów (niski poziom skażenia powietrza) II seria pomiarów (wysoki poziom skażenia powietrza)
Króciecwlotowy Króciecwylotowy Efektywnośćpochłaniania (%) Króciecwlotowy Króciecwylotowy Efektywnośćpochłaniania (%)
Stężenie kurzu w powietrzu (mg/m3) 0,4667 0,0067 98,56% 27,2 0,1333 99,51 %
Stężenie endotoksyny w powietrzu (ng/m3) 20,8 0 100 % 4166,8 2,1 99,95 %
Stężenie bakteriiGram-ujemnych w powietrzu (cfu/m3) 0 0 Nie oznaczona 48500,0 0 100 %
Stężenie bakteriiGram-dodatnich w powietrzu (cfu/m3) 55,0 0 100 % 113200,0 48,0 99,96 %
Stężenie termofilnychpromieniowców w powietrzu (cfu/m3) 0 0 Nie oznaczona 372,6 5,0 98,66 %
Stężenie grzybóww powietrzu (cfu/m3) 90,0 5,0 94,44 % 1600,0 25,0 98,44 %
Stężenie wszystkichdrobnoustrojóww powietrzu (cfu/m3) 145,0 5,0 96,55 % 163672,6 78,0 99,95 %
Przedstawione w tabeli wyniki przeprowadzonych w dwóch seriach pomiarów świadczą o tym, że badany filtr był bardzo skuteczny w pochłanianiu z powietrza kurzu, endotoksyny bakteryjnej i drobnoustrojów zarówno przy niskim, jak i przy wysokim poziomie zanieczyszczenia powietrza. I tak, przy niskim poziomie zanieczyszczenia powietrza, w którym stężenia kurzu, endotoksyny i drobnoustrojów nie przekraczały wartości uznawanych za bezpieczne dla zdrowia (I seria pomiarów), filtr pochłonął 98,56 % kurzu, 100 % endotoksyny, 100 % bakterii Gram-dodatnich, 94,44 % grzybów i 96,55 % wszystkich drobnoustrojów znajdujących się w otaczającym powietrzu. Przy wysokim poziomie zanieczyszczenia powietrza, w którym stężenia kurzu, endotoksyny i drobnoustrojów przekraczały poziom uznawany za bezpieczny dla zdrowia (II seria pomiarów), efektywność pochłaniania filtra była w pewnych przypadkach jeszcze wyższa i wynosiła odpowiednio 99,51 % dla kurzu, 99,95 % dla endotoksyny, 100 % dla bakterii Gram-ujemnych, 99,96 % dla bakterii Gram-dodatnich, 98,66 % dla termofilnych promieniowców, 98,44 % dla grzybów i 99,95 % dla wszystkich drobnoustrojów znajdujących się w otaczającym powietrzu.
A zatem, przedstawione wyniki pomiarów świadczą o tym, że testowany filtr produkcji P.-A PPH KOSS typ K/FE - SO1 jest nie tylko wysoce efektywny w wychwytywaniu kurzu i potencjalnie chorobotwórczych czynników mikrobiologicznych z powietrza mieszkań i innych pomieszczeń o stosunkowo niskim poziomie zapylenia, ale również w wychwytywaniu tych czynników z silnie zapylonych pomieszczeń przemysłowych, w których pracownicy narażeni są na wdychiwanie alergizujących i immunotoksycznych czynników mikrobiologicznych, wywołujących choroby pochodzenia zawodowego. Wyniki pomiarów wskazują, że badany filtr mógłby być bardzo efektywny również w tym środowisku (przy ewentualnych modyfikacjach, np. rozważyć by można zwiększenie napięcia zasilającego z 7 kV do 12 kV), co by bardzo zwiększyło możliwości zastosowania filtra i zapotrzebowanie na niego, a zarazem miałoby duże znaczenie dla ochrony pracowników przed ryzykiem zdrowotnym związanym z narażeniem na czynniki biologiczne w miejscu pracy, w rozumieniu obowiązującej w krajach Unii Europejskiej odnośnej Dyrektywy 2000/54/EC, która po wejściu Polski do Unii obowiązywać będzie również i w naszym kraju.
Na szczególną uwagę zasługuje niezwykle wysoka skuteczność badanego filtra (99,95-100 %) w wychwytaniu endotoksyny bakteryjnej, tym bardziej, że ten ważny czynnik chorobotwórczy występuje w kurzu organicznym w postaci bardzo małych cząstek rzędu wielkości wirusów, przeciętnie o średnicy 30-50 nm. Endotoksyna bakteryjna ma szczególne znaczenie jako przyczyna patologicznych objawów ze strony układu oddechowego wśród rolników i pracowników przemysłowych narażonych w czasie pracy na wdychanie dużych ilości kurzu organicznego, ale może być również przyczyną takich objawów u lokatorów mieszkań, w których występują duże stężenia kurzu domowego.
Analiza składu gatunkowego mikroflory w próbach pobranych przy wlocie i wylocie z filtra wykazała, że filtr wychwytuje wszystkie rodzaje bakterii i grzybów występujących w powietrzu i przechodzą przez niego tylko bardzo nieliczne komórki drobnoustrojów o małych rozmiarach, natomiast komórki niektórych drobnoustrojów charakteryzujących się większymi rozmiarami (powyżej 10 mm), w tym gatunki o silnych właściwościach alergizujących, są w całości wychwytywane przez filtr. Analiza składu gatunkowego flory grzybiczej powietrza przy wlocie i wylocie z filtra wykazała, że zarodniki Alternaria alternata, które stanowiły składnik dominujący flory grzybiczej powietrza (63,0 % w serii I, 59,4 % w serii II) zostały w całości wychwycone przez filtr. Jest to niewątpliwą zaletą filtra, ponieważ grzyb ten jest znaną przyczyną alergicznego nieżytu nosa. Podobnie, w całości zostały wychwycone zarodniki Cladosporium brevicompactum o właściwościach alergizujących i zarodniki grzybów Fusarium spp., które wykazują zdolność wytwarzania mikotoksyn. Przez filtr przeniknęły tylko bardzo nieliczne zarodniki Monosporium silvaticum i Penicillium spp., charakteryzujące się małymi rozmiarami.
Wśród termofilnych promieniowców, wyizolowanych z prób powietrza, pobranych przy wlocie do filtra w serii II (przy dużym zapyleniu) przeważały gatunki z rodzaju Thermoactinomyces (Thermoactinomyces thalpophilus, Thermoactinomyces vulgaris), stanowiące znana przyczynę alergicznego zapalenia pęcherzyków płucnych. Pomimo, iż zarodniki tych promieniowców charakteryzują się małymi rozmiarami (ich średnica wynosi około 1 mm), z prób pobranych przy wylocie wyhodowano tylko jedną kolonię Thermoactinomyces thalpophilus, a zatem zostały one niemal w całości wychwycone przez filtr. Drastyczna redukcja bakterii Gram-dodatnich po przejściu przez filtr (99,96 %) dotyczyła w mniejszym lub większym stopniu wszystkich typów morfologicznych tych bakterii. Flora bakterii Gram-dodatnich wyhodowana z prób powietrza pobranych przy wlocie do filtra w serii II, zawierała 53,0 % laseczek przetrwalnikujących z rodzaju Bacillus, 12,0 % ziarniaków (gronkowców i paciorkowców), 27,2 % maczugowców i 7,8 % mezofilnych promieniowców, natomiast przy wylocie odpowiednie odsetki wynosiły kolejno 41,7 %, 33,3 %, 8,3 % i 16,7 %.
Otrzymane wyniki przedstawiono graficznie na trzech diagramach słupkowych (ryc. 2-4). Ze względów technicznych zastosowano w nich skalę logarytmiczną (co spowodowało pewne "spłaszczenie" różnic pomiędzy wartościami zmierzonymi przy wlocie i wylocie z filtra), a wyniki dotyczące stężenia kurzu przedstawiono w mikrogramach (a nie miligramach) na 1 m3 powietrza.
5. Wnioski
1. Filtr produkcji P.-A PPH KOSS typ K/FE - SO1 wykazał bardzo wysoką efektywność w pochłanianiu z powietrza kurzu, endotoksyny i drobnoustrojów, zawierającą się w przedziale 95 - 100 %.
2. Filtr okazał się bardzo skuteczny nie tylko w oczyszczaniu powietrza o niskim poziomie zapylenia, charakterystycznym dla mieszkań, biur i pomieszczeń medycznych, ale również w oczyszczaniu powietrza o wysokim poziomie zapylenia, charakterystycznym dla pomieszczeń przemysłowych, co bardzo wydatnie zwiększa możliwości jego zastosowania.
3. Filtr wykazał szczególną skuteczność w wychwytywaniu endotoksyny bakteryjnej, stanowiącej bardzo istotny czynnik chorobotwórczy występujący w kurzu oraz w wychwytywaniu zarodników grzybów o silnych właściwościach alergizujących.
4. Bardzo pozytywne wyniki próbnej oceny filtra wskazują na celowość dokonania rozszerzonych badań jego efektywności przy zastosowaniu znacznie większej liczby prób i szerszego wachlarza metod, co stworzy solidną podstawę statystyczną do opublikowania wyników badań w liczących się czasopismach o zasięgu międzynarodowym i innych form promocji tego bardzo pożytecznego urządzenia, które może mieć istotne znaczenie społeczne dla profilaktyki chorób alergicznych i immunotoksycznych.
6. Piśmiennictwo
1. Bioaerosols Handbook. Praca zbiorowa pod redakcją C.S. Coxa i C.M. Wathesa. CRC Press, Boca Raton, FL 1995.
2. Biological Contaminants in Indoor Environments. Praca zbiorowa pod redakcją P. P. Moreya, J.C. Feeleya Sr., J. A. Ottena. American Society for Testing and Materials Press, Philadelphia 1990.
3. Buttner M.P., Willeke K., Grinshpun S.A.: Sampling and analysis of airborne microorganisms. Rozdział w pracy zbiorowej Manual of Environmental Microbiology pod redakcją C. J. Hursta, G. R. Knudsena, M. J. McInerneya, L. D. Stetzenbacha, M. V. Waltera, s. 629-640. American Society for Testing and Materials Press, Washington, D.C., 1997.
4. Directive 2000/54/EC of the European Parliament and of the Council of 18 September 2000 on the protection of workers from risks related to exposure to biological agents at work (seventh individual Directive within the meaning of Article 16 (1) of Directive 89/391/EEC). Official Journal of the European Communities, 17.10.2000, L. 262/21-45. Brussels 2000.
5. Dutkiewicz J., Mołocznik A.: Pyły organiczne pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Dokumentacja proponowanych wartości dopuszczalnych poziomów narażenia zawodowego. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 1998, 18, 151-183.
6. Dutkiewicz J.: Czynniki Zagrożeń Biologicznych w Środowisku Pracy. Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 1999.
7. Dutkiewicz J., Górny R. L.: Biologiczne czynniki szkodliwe dla zdrowia - klasyfikacja i kryteria oceny narażenia. Med. Pracy 2002, 53, 29-39.
8. Field Guide for the Determination of Biological Contaminants in Environmental Samples. Praca zbiorowa pod redakcją H. K. Dillona, P. A. Heinsohna, J.D. Millera. American Industrial Hygiene Association Publications, Faifax, Virginia, 1996.
9. Fungi and Bacteria in Indoor Air Environments. Health Effects, Detection and Remediation. Proceedings of the International Conference Saratoga Springs, New York, October 6-7, 1994. Praca zbiorowa pod redakcją E. Johanninga i C.S. Yanga. Eastern New York Occupational Health Program, New York 1995.
10. Górny R. L., Dutkiewicz J.: Bacterial and fungal aerosols in indoor environment in Central and Eastern European countries. Ann. Agric. Environ. Med. 2002, 9, 17-23.
11. Health Implications of Fungi in Indoor Environments. Praca zbiorowa pod redakcją R.A. Samsona, B. Flannigana, M.E. Flannigana, A.P. Verhoeffa, O.C.G. Adana, E.S. Hoekstry. Elsevier, Amsterdam 1994.
12. Higiena Pracy. Praca zbiorowa pod redakcją J. A. Indulskiego. T. I-II. Instytut Medycyny Pracy, Łódź 1999.
13. Horak B., Dutkiewicz J., Solarz K.: Microflora and acarofauna of bed dust from homes in Upper Silesia, Poland. Ann. Allergy Asthma Immunol. 1996, 76, 41-50.
14. Lacey J., Dutkiewicz J.: Bioaerosols and occupational lung disease. J. Aerosol Sci. 1994, 25, 1371-1404.
15. Organic Dusts. Exposure, Effects, and Prevention. Praca zbiorowa pod redakcją R. Rylandera i R.R. Jacobsa. CRC Press, Boca Raton, FL 1994.
RAPORT I OCENA została przeprowadzona przez Instytut Medycyny Wsi z Lublina pod kierownictwem prof. Jacka Dudkiewicza , które to badania przeprowadzone zostały we sierpniu i wrześniu 2002 w IMW w Lublinie
